• C++ STL 学习笔记__(7)Set和multiset容器


    10.2.8 Set和multiset容器

    set/multiset的简介

    ²  set是一个集合容器,其中所包含的元素是唯一的,集合中的元素按一定的顺序排列元素插入过程是按排序规则插入,所以不能指定插入位置。

    ²  set采用红黑树变体的数据结构实现,红黑树属于平衡二叉树。在插入操作和删除操作上比vector快。

    ²  set不可以直接存取元素。(不可以使用at.(pos)与[]操作符)。

    ²  multiset与set的区别:set支持唯一键值,每个元素值只能出现一次;而multiset中同一值可以出现多次

    ²  不可以直接修改set或multiset容器中的元素值,因为该类容器是自动排序的。如果希望修改一个元素值,必须先删除原有的元素,再插入新的元素。

    ²  #include <set>             

    set/multiset对象的默认构造

    set<int> setInt;            //一个存放int的set容器。

    set<float> setFloat;     //一个存放float的set容器。

    set<string> setString;     //一个存放string的set容器。

    multiset<int> mulsetInt;            //一个存放int的multi set容器。

    multi set<float> multisetFloat;     //一个存放float的multi set容器。

    multi set<string> multisetString;     //一个存放string的multi set容器。

    set的插入与迭代器

    ²  set.insert(elem);     //在容器中插入元素。

    ²  set.begin();  //返回容器中第一个数据的迭代器。

    ²  set.end();  //返回容器中最后一个数据之后的迭代器。

    ²  set.rbegin();  //返回容器中倒数第一个元素的迭代器。

    ²  set.rend();   //返回容器中倒数最后一个元素的后面的迭代器。

    set<int> setInt;

    setInt.insert(3); setInt.insert(1);setInt.insert(5);setInt.insert(2);

    for(set<int>::iterator it=setInt.begin(); it!=setInt.end(); ++it)

    {

          int iItem = *it;

          cout << iItem;    //或直接使用cout << *it

    }

    //这样子便顺序输出  1 2 3 5。

    set.rbegin()与set.rend()。略。

    Set集合的元素排序

    ²  set<int,less<int> >  setIntA;  //该容器是按升序方式排列元素。

    ²  set<int,greater<int>> setIntB;   //该容器是按降序方式排列元素。

    ²  set<int> 相当于 set<int,less<int>>。

    ²  less<int>与greater<int>中的int可以改成其它类型,该类型主要要跟set容纳的数据类型一致。

    ²  疑问1:less<>与greater<>是什么?

    ²  疑问2:如果set<>不包含int类型,而是包含自定义类型,set容器如何排序?

    ²  要解决如上两个问题,需要了解容器的函数对象,也叫伪函数,英文名叫functor。

    ²  下面将讲解什么是functor,functor的用法。

    使用stl提供的函数对象

    set<int,greater<int>> setIntB;  

    setIntB.insert(3);

    setIntB.insert(1);

    setIntB.insert(5);

    setIntB.insert(2);

    此时容器setIntB就包含了按顺序的5,3,2,1元素

    函数对象functor的用法

    ²  尽管函数指针被广泛用于实现函数回调,但C++还提供了一个重要的实现回调函数的方法,那就是函数对象。

    ²  functor,翻译成函数对象,伪函数,算符,是重载了“()”操作符的普通类对象。从语法上讲,它与普通函数行为类似。

    ²  greater<>与less<>就是函数对象。

    ²  下面举出greater<int>的简易实现原理。

    下面举出greater<int>的简易实现原理。

    struct greater

    {

    bool operator() (const int& iLeft, const int& iRight)

    {

           return (iLeft>iRight);    //如果是实现less<int>的话,这边是写return (iLeft<iRight);

    }

    }

    容器就是调用函数对象的operator()方法去比较两个值的大小。

    题目:学生包含学号,姓名属性,现要求任意插入几个学生对象到set容器中,使得容器中的学生按学号的升序排序。

    解:

    //学生类

    class CStudent

    {

             public:

                       CStudent(int iID, string strName)

                       {

                                m_iID = iID;

                                m_strName = strName;

                       }

         int m_iID;                //学号

         string m_strName;       //姓名

    }

    //为保持主题鲜明,本类不写拷贝构造函数,不类也不需要写拷贝构造函数。但大家仍要有考虑拷贝构造函数的习惯。

    //函数对象

    struct StuFunctor

    {

                       bool operator()  (const CStudent &stu1, const CStudent &stu2)

                       {

                                return (stu1.m_iID<stu2.m_iID);

                       }

    }

    //main函数

    void main()

    {

                       set<CStudent, StuFunctor> setStu;

                       setStu.insert(CStudent(3,"小张"));

                       setStu.insert(CStudent(1,"小李"));

                       setStu.insert(CStudent(5,"小王"));

                       setStu.insert(CStudent(2,"小刘"));

                       //此时容器setStu包含了四个学生对象,分别是按姓名顺序的“小李”,“小刘”,“小张”,“小王”

    }

    set对象的拷贝构造与赋值

    set(const set &st);                //拷贝构造函数

    set& operator=(const set &st);       //重载等号操作符

    set.swap(st);                               //交换两个集合容器

    set<int> setIntA;

             setIntA.insert(3);

             setIntA.insert(1);

             setIntA.insert(7);

             setIntA.insert(5);

             setIntA.insert(9);

             set<int> setIntB(setIntA);  //1 3 5 7 9

            

             set<int> setIntC;

             setIntC = setIntA;             //1 3 5 7 9

             setIntC.insert(6);

             setIntC.swap(setIntA);     //交换

    set的大小

    ²  set.size();   //返回容器中元素的数目

    ²  set.empty();//判断容器是否为空

    set<int> setIntA;

             setIntA.insert(3);

             setIntA.insert(1);

             setIntA.insert(7);

             setIntA.insert(5);

             setIntA.insert(9);

             if (!setIntA.empty())

             {

                       int iSize = setIntA.size();           //5

             }

    set的删除

    ²  set.clear();          //清除所有元素

    ²  set.erase(pos);  //删除pos迭代器所指的元素,返回下一个元素的迭代器。

    ²  set.erase(beg,end);       //删除区间[beg,end)的所有元素  ,返回下一个元素的迭代器。

    ²  set.erase(elem);     //删除容器中值为elem的元素。

    删除区间内的元素

    setInt是用set<int>声明的容器,现已包含按顺序的1,3,5,6,9,11元素。

    set<int>::iterator itBegin=setInt.begin();

    ++ itBegin;

    set<int>::iterator itEnd=setInt.begin();

    ++ itEnd;

    ++ itEnd;

    ++ itEnd;

    setInt.erase(itBegin,itEnd);

    //此时容器setInt包含按顺序的1,6,9,11四个元素。

    删除容器中第一个元素

    setInt.erase(setInt.begin());            //6,9,11

    删除容器中值为9的元素

    set.erase(9);    

    删除setInt的所有元素

    setInt.clear();                     //容器为空

    set的查找

    ²  set.find(elem);   //查找elem元素,返回指向elem元素的迭代器。

    ²  set.count(elem);   //返回容器中值为elem的元素个数。对set来说,要么是0,要么是1。对multiset来说,值可能大于1。

    ²  set.lower_bound(elem);  //返回第一个>=elem元素的迭代器。

    ²  set.upper_bound(elem);       //  返回第一个>elem元素的迭代器。

    ²  set.equal_range(elem);              //返回容器中与elem相等的上下限的两个迭代器。上限是闭区间,下限是开区间,如[beg,end)。

    ²   

    ²  以上函数返回两个迭代器,而这两个迭代器被封装在pair中。

    ²  以下讲解pair的含义与使用方法。

    ²   

    set<int> setInt;

             setInt.insert(3);

             setInt.insert(1);

             setInt.insert(7);

             setInt.insert(5);

             setInt.insert(9);

             set<int>::iterator itA = setInt.find(5);

             int iA = *itA;              //iA == 5

             int iCount = setInt.count(5);    //iCount == 1

             set<int>::iterator itB = setInt.lower_bound(5);

             set<int>::iterator itC = setInt.upper_bound(5);

             int iB = *itB;     //iB == 5

             int iC = *itC; //iC == 7

    pair< set<int>::iterator, set<int>::iterator > pairIt = setInt.equal_range(5);  //pair是什么?

    pair的使用

    ²  pair译为对组,可以将两个值视为一个单元。

    ²  pair<T1,T2>存放的两个值的类型,可以不一样,如T1为int,T2为float。T1,T2也可以是自定义类型。

    ²  pair.first是pair里面的第一个值,是T1类型。

    ²  pair.second是pair里面的第二个值,是T2类型。

    set<int> setInt;

    ...  //往setInt容器插入元素1,3,5,7,9

    pair< set<int>::iterator , set<int>::iterator > pairIt = setInt.equal_range(5);

    set<int>::iterator itBeg = pairIt.first;

    set<int>::iterator itEnd = pairIt.second;

    //此时 *itBeg==5  而  *itEnd == 7

    小结

    ²  一、容器set/multiset的使用方法;

                                红黑树的变体,查找效率高,插入不能指定位置,插入时自动排序。

    ²  二、functor的使用方法;

        类似于函数的功能,可用来自定义一些规则,如元素比较规则。

    ²  三、pair的使用方法。

             对组,一个整体的单元,存放两个类型(T1,T2,T1可与T2一样)的两个元素。

    案例:

           int x;

        scanf("%ld",&x);

        multiset<int> h;//建立一个multiset类型,变量名是h,h序列里面存的是int类型,初始h为空

        while(x!=0){

            h.insert(x);//将x插入h中

            scanf("%ld",&x);

        }   

     

           pair< multiset<int>::iterator , multiset<int>::iterator > pairIt = h.equal_range(22);

           multiset<int>::iterator itBeg = pairIt.first;

           multiset<int>::iterator itEnd = pairIt.second;

     

           int nBeg = *itBeg;

           int nEnd = *itEnd;

     

        while(!h.empty()){// 序列非空h.empty()==true时表示h已经空了

                  multiset<int>::iterator c = h.begin();//c指向h序列中第一个元素的地址,第一个元素是最小的元素

            printf("%ld ",*c);//将地址c存的数据输出

            h.erase(c);//从h序列中将c指向的元素删除

        }    

    #include<iostream>
    using namespace std;
    #include "set"
    
    //1集合 元素唯一 自动排序(默认情况下是从小到大) 不能按照[]的方式插入元素
    //红黑树
    
    void main91()
    {
        set<int> set1;
        for (int i = 0;i<5;i++)
        {
            int tmp = rand();
            set1.insert(tmp);
        }
    
        //插入元素 重复的
        set1.insert(100);
        set1.insert(100);
        set1.insert(100);
    
        for (set<int>::iterator it = set1.begin();it != set1.end();it++)
        {
            cout<<*it<<" ";
        }
    
        //删除集合
        while (!set1.empty())
        {
            set<int>::iterator it = set1.begin();
            cout<<*it<<" ";
            set1.erase(set1.begin());
        }
    }
    
    //对基本的数据类型,set能自动排序
    void main92()
    {
        set<int> set1;//从小到大
        set<int,less<int>> set2;//从小到大
    
        set<int,greater<int>> set3;//从大到小
    
        for (int i = 0;i<5;i++)
        {
            int tmp = rand();
            set3.insert(tmp);
        }
    
        for (set<int,greater<int>>::iterator it = set3.begin();it != set3.end();it++)
        {
            cout<<*it<<endl;
        }
    
        //插入元素 重复的
        set1.insert(100);
        set1.insert(100);
        set1.insert(100);
    }
    
    class Student
    {
    public:
        Student(char *name,int age)
        {
            strcpy(this->name,name);
            this->age = age;
        }
    public:
        char name[64];
        int age;
    };
    
    //仿函数
    struct FuncStudent
    {
        bool operator()(const Student &left,const Student &right)
        {
            if (left.age < right.age)//若果左边的小 就返回真 从小到大按照年龄排序
            {
                return true;
            }
            else
            {
                return false;
            }
        }
    };
    //对于复杂的数据类型 Teacher Student
    void main93()
    {
        //set<Student>set1;
        Student s1("s1",31);
        Student s2("s2",22);
        Student s3("s3",44);
        Student s4("s4",11);
        set<Student,FuncStudent> set1;
        set1.insert(s1);
        set1.insert(s2);
        set1.insert(s3);
        set1.insert(s4);
    
        //遍历
        for (set<Student,FuncStudent> ::iterator it = set1.begin();it != set1.end();it++)
        {
            cout<<it->age<<"	"<<it->name<<endl;
        }
    
    }
    
    void main95()
    {
        set<int> set1;//从小到大
        
        for (int i = 0;i<10;i++)
        {
            set1.insert(i+1);
        }
    
        for (set<int>::iterator it = set1.begin();it != set1.end();it++)
        {
            cout<<*it<<endl;
        }
    
        set<int>::iterator it0 = set1.find(5);
        cout<<"it0:"<<*it0<<endl;
    
        int num1 = set1.count(5);
        cout<<"num1:"<<num1<<endl;
    
    
        set<int>::iterator it1 = set1.lower_bound(5);//大于等于5的元素的迭代器的位置
        cout<<"it1:"<<*it1<<endl;
    
        set<int>::iterator it2 = set1.upper_bound(5);//大于5的元素的迭代器的位置
        cout<<"it2:"<<*it2<<endl;
    
        //
        /*typedef pair<iterator, bool> _Pairib;
        typedef pair<iterator, iterator> _Pairii;
        typedef pair<const_iterator, const_iterator> _Paircc;*/
        
        //把所有5的元素删除掉
        set1.erase(5);
        set1.equal_range(5);//返回容器中与elem相等的上下限的两个迭代器。上限是闭区间,下限是开区间,如[beg,end)。
        pair<set<int>::iterator,set<int>::iterator> mypair = set1.equal_range(5);
        set<int>::iterator it3 = mypair.first;//5
        cout<<"it3:"<<*it3<<endl;
        set<int>::iterator it4 = mypair.second;//6
        cout<<"it4:"<<*it4<<endl;
    
    }
    
    void main()
    {
        //main92();
        //main93();
        main95();
        cout<<"hello..."<<endl;
        return;
    }
    #include<iostream>
    using namespace std;
    
    #include "set"
    
    void main1001()
    {
        multiset<int> set1;
        int tmp = 0;
        printf("请输入multiset的值:");
        scanf("%d",&tmp);
        while (tmp != 0)
        {
            set1.insert(tmp);
            printf("请输入multiset的值:");
            scanf("%d",&tmp);
        }
    
        //遍历
        for (multiset<int>::iterator it = set1.begin();it != set1.end();it++)
        {
            cout<<*it<<" ";
        }
    
        while (!set1.empty())
        {
            multiset<int>::iterator it = set1.begin();
            cout<<*it<<" ";
            set1.erase(it);
        }
    }
    
    void main()
    {
        main1001();
        cout<<"hello..."<<endl;
        return;
    }

    资料来源:传智播客  仅供学习研究

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